專項施工方案 | 地基處理

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導讀：本文主要介紹了以下幾種施工方法的介紹：

一般地基處理

挖除換填處理

墊層施工

CFG樁施工

重型碾壓

堆載預壓

旋噴樁施工

螺桿樁施工

土工合成材料鋪設

地基處理施工方案及工藝

地基處理施工前首先核查地質是否與設計資料相符，確認工程地質條件，認真研究，必要時調整和最佳化設計，確保工程處理措施合理有效。進行工藝試驗，滿足設計及工藝要求方可施工，並按設計和規範要求進行質量檢測。施工中加強沉降觀測、分析、預測，確保地基處理的工程質量。本標段地基加固工程主要為砂礫墊層、強夯、防排水板、複合土工膜等。

1。1一般地基處理

施工工藝流程見下圖所示：

一般地基處理施工工藝框圖

當地基條件良好時：對雨季滯水或地下水位高的低窪地段，清除表層種植土，路堤底部填築滲水性填料，並採用重型機械振動碾壓技術壓實至路堤本體壓實標準；對旱地或山地，清除地表雜草，地表鬆土≯0。3m時，原地採用壓實技術進行填前壓實；鬆土厚＞0。3m時，採用翻挖、分層回填壓實，或採取其它加固措施。

當基底土密實且地面橫坡緩於1：10時清除草皮雜物，地面橫坡為1：10～1：5時，將原地表土翻挖壓實符合設計要求，地面橫坡陡於1：5時，自上而下挖臺階，臺階頂面作成4%的內傾斜坡。沿線路橫向挖臺階寬度、高度滿足設計要求，沿線路縱向挖臺階寬度不小於2。0m。根據現場實際情況，可以採用推土機等大型機械輔以人工進行施工。

1。2挖除換填處理

軟弱土地基挖除換填土應根據土質情況和換土深度，將設計範圍內不合格土全部或分段清除，整平底部，當底部起伏較大，可設定臺階或緩坡，並按先深後淺的順序進行換填施工。換填深度及範圍符合設計要求，根據換填部分所處的路基部位，採用符合設計要求的填料並分層填築碾壓達到相應的壓實標準。換填區域採用機械開挖時應留有30～50cm厚度人工清理層。

墊層基底應平整、碾壓，無植物根系、浮土，平整度、排水坡符合設計要求；砂墊層應採用天然級配的中、粗、砂礫，不得含有草皮、樹根等雜質，含泥量不得大於5%。碎石墊層應採用級配良好的碎石或礫石，最大粒徑不得大於50mm，其含泥量不得大於10%，不得含有草皮、樹根等雜質。

1。3墊層施工

採用推土機、平地機、壓路機等機械化組合方式進行。

確定適宜松鋪厚度和碾壓遍數，加強對有關指標的檢測並填寫試驗報告，報監理工程師批准後實施。測量放線：測量控制樁間距控制在10m。控制樁測設完成後，在施工段的一端打入Ф28鋼筋樁，把拉力器一端固定在鋼筋樁上，使拉力器拉力達到10N以上，鋼絲繩長度每施工段100m。鋼絲繩固定完成後，把鋼絲繩放入控制樁頂部的凹槽內，用白線繫好，如果鋼絲繩下垂過大，可在每個測樁中間增加一個支撐，以防鋼絲繩因樁距過長而下沉。以此控制墊層厚度。

墊層施工工藝流程圖

作業段劃分：每個流水段可按40～50m為一段，卸料堆土40～50m後即行推平、刮平、碾壓，炎熱天氣施工時，施工段可適當縮短。可根據施工進度要求以8～10h為一班連續攤鋪。

攤鋪與整平：採用推土機和平地機組合攤鋪，以40m為一個施工段，專人負責指揮卸料、布料，卸料後用推土機推平，虛鋪厚度大於設計厚度5～7cm，可根據現場壓實情況調整。用推土機初平，根據放線標高及虛鋪厚度，用白灰標出明顯標誌，為推土機指示推平標高，以便推土機推平。平地機在推土機初平後進行整平，先用壓路機靜壓一遍，然後上平地機。平地機刮平時調整好刀片橫向坡度和刀片切入深度，先大面積推平，再循序漸進刮平，直到達虛鋪高度為止。

碾壓：經壓路機初壓、平地機刮平後，檢測表面高程及路拱橫坡，檢測合格後，立即用壓路機在路基全寬範圍內壓實，由兩側向中心碾壓。碾壓時，配合人員隨機指揮作業，碾壓輪橫向錯半輪，壓路機行走速度為1。5～2km／h，密實度增大後，可適當增加碾壓速度。先靜壓兩遍，振動4～6遍。達到規定遍數後，由實驗人員檢查密實度，直到合格為止。

1。4 CFG樁施工

CFG樁施工工藝流程圖詳見下圖：

CFG樁施工工藝流程圖

⑴施工方法：

CFG樁一般採用振動沉管機及螺旋鑽機法施工。對於粘性土、粉土、淤泥質土採用振動沉管成樁工藝。對存在的夾有硬土層地質條件的地區，使用振動沉管機施工，會對已成的樁造成較大的振動，導致樁體被震裂或震斷。對於靈敏度較高的土，振動會造成土的結構強度破壞、承載力下降。此時宜採用螺旋鑽預引孔，再用振動沉管成樁工藝。

對於成孔要求質量高的地區，使用長螺旋鑽孔管內泵壓成樁工藝。

正式施工前先進行試驗性施工。進行工藝性試樁，驗證設計引數，獲取施工工藝引數，提出過程質量控制方法及驗收標準。

⑵材料要求：

樁體主體材料為碎石，並符合設計級配要求；

粉煤灰作為外摻料，並符合設計要求。透過調整水泥摻量和配合比，樁體強度可滿足設計要求。

⑶施工工序：

CFG樁施工一般優先採用間隔跳打法，也可採用連打法。具體的施工方法由現場試驗來確定。

連打法易造成鄰樁被擠碎或縮頸，在粘性土中易造成地面隆起；跳打法不易發生上述現象，但土層較硬時，在已打樁中間補打新樁，可能造成已打樁被振裂或振斷。

在軟土中，樁距較大可採用隔樁跳打，但施工新樁與已打樁時間間隔不少於7d；在飽和的鬆散粉土中，如樁距較小，不宜採用隔樁跳打；全長布樁時，應遵循由“由一邊向另一邊”的原則。

長螺旋鑽孔法施工工藝流程詳見下頁圖。

⑷樁體灌注施工工藝：

本節介紹長螺旋鑽管內泵壓混合料灌注施工。

a。平整場地：清除施工場地內地表附著物，對影響樁機作業的鬆軟土地段採取壓實處理，做好場地內的防排水措施。

b。樁位放樣：按照設計圖紙的樁位在現場進行布樁，使用全站儀精確放樣出樁位中心，並用木樁打入20cm深後灌入白灰。

長螺旋法施工步驟示意圖

c。鑽機就位：鑽機就位後，鑽桿垂直對準樁位中心，確保CFG樁垂直度偏差不大於1%。

d。混合料攪拌：水泥粉煤灰碎石混合料攪拌按照試驗室確定的施工配合比進行配料，配料採用電腦控制和列印記錄。

e。運輸：混合料採用罐車運輸。

f。密閉性試驗：鑽機首次鑽孔時，需要先泵壓水和M10水泥砂漿，將鑽桿移至不影響鑽孔的地方，用高壓輸送泵開始泵壓1～2m3水，然後泵壓1～2m3的水泥砂漿，直至鑽尖出料口處泵出砂漿，檢查泵壓管的密閉性，同時在泵壓之前起到潤滑管道的作用。

g。鑽進成孔：鑽孔開始時，關閉鑽頭閥門，向下移動鑽桿至鑽頭觸地時，啟動馬達鑽進，先慢後快，同時檢查鑽孔的偏差並及時糾正。鑽進過程中將注漿軟管擺放圓順，避免軟管自由下落出現折角，造成堵爆管事故。

h。灌注及拔管：鑽孔至設計標高後停止鑽進，開始泵送混合料灌注，當鑽桿芯管充滿混合料後開始拔管，採用靜止提拔鑽桿，根據試驗提拔灌注速度控制在2～2。5m/min，施工時樁頂高程高出設計高程50cm，灌注成樁完成後，樁頂蓋土封頂進行養護。

i。移機：灌注達到控制標高後，收起鑽機支腿，機身前後移動轉向至下一根樁施工。

j。樁頭清理：在施工完7天后，使用小型挖掘機清理樁間土，靠近樁頭部分預留25cm採用人工清除樁間土，然後採用人工破除預留樁頭至設計標高。

⑸施工要點及質量控制：

CFG樁施工中，每臺班均須製作檢查試件，進行28d強度檢驗。成樁28d後應及時進行單樁承載力或複合地基承載力試驗，其承載力、變形模量應符合設計要求。

CFG樁施工允許偏差應符合下表要求。

CFG樁施工的允許偏差、檢驗數量及檢驗方法

序號

檢驗專案

允許偏差

施工單位檢驗數量

檢驗方法

樁位（縱橫向）

50mm

按成樁總數的10%抽樣檢驗，且每檢驗批不少於5根

經緯儀或鋼尺丈量

樁體垂直度

經緯儀或吊線測鑽桿傾斜度

樁體有效直徑

不小於設計值

開挖50～100cm深後，鋼尺丈量

⑹施工監測：

打樁過程中隨時測量地面是否發生隆起，因為斷樁常常和地表隆起相聯絡。打新樁時對已打但尚未結硬樁的樁頂進行樁頂位移測量，以估算樁徑縮小量。

打新樁時對已打併結硬樁的樁頂進行樁頂位移測量，以判斷是否斷樁。一般當樁頂位移超過10mm時，須開挖進行查驗。

⑺檢驗方法：

CFG樁混合料坍落度應按工藝性試驗確定並經監理工程師批准的引數進行控制。

檢驗數量：施工單位每臺班抽樣檢驗3次。檢驗方法：現場坍落度試驗。

CFG樁混合料強度應符合設計要求。檢驗數量：施工單位每臺班做一組（3塊）試塊。檢驗方法：每臺班製作混合料試塊，進行28天標準養護試件抗壓強度檢驗。

CFG樁的數量、布樁形式應符合設計。檢驗數量：施工單位、監理單位全部檢驗。檢驗方法：觀察、現場清點。

每根樁的投料量不得少於設計灌注量；檢驗數量：施工單位每根樁檢驗。檢驗方法：料斗現場計量或混凝土泵自動記錄。

CFG樁頂端浮漿應清除乾淨，直至露出新鮮混凝土面。清除浮漿後樁的有效長度應滿足設計要求。檢驗數量：施工單位每根樁檢驗。檢驗方法：施工前測量鑽桿或沉管長度，施工中檢查是否達到設計深度標誌，施工後檢查並清理浮漿，計算出樁的有效長度。

CFG樁的樁身質量、完整性應滿足設計要求。檢驗數量：檢驗總樁數的10%。檢驗方法：低應變檢測。

CFG樁按複合地基設計時，處理後的複合地基承載力、變形模量滿足設計要求；按柱樁設計時，處理後的單樁承載力滿足設計要求。檢驗數量：總樁數的2‰，且每檢驗批不少於3根。檢驗方法：平板載荷試驗。

⑻CFG樁施工中常見的問題及質量控制措施

a。混合料配合比不合理

當混合料中的細骨料和粉煤灰用量較少時，混合料和易性不好，常發生堵管。因此混合料配合比要注意這兩種材料的摻入量，特別是注意粉煤灰摻量宜控制在60－80kg/m3左右。

b。混合料攪拌質量有缺陷

坍落度太大的混合料，易產生泌水、離析，易造成堵管現象發生。坍落度太小，混合料在輸送管內流動性差，也容易造成堵管。施工時坍落度宜控制在16～20cm，若混合料可泵性差，可適量摻入泵送劑。

c。施工操作不當

鑽桿進入土層預定標高後，開始泵送混合料，管內空氣從排氣閥排出，待鑽桿芯管及輸送管充滿混合料、介質是連續體後，應及時提鑽，保證混合料在一定壓力下灌注成樁。

d。樁體上部存氣

為防止樁體因管內空氣無法排出而形成空洞，施工時要經常檢查排氣閥是否發生堵塞，若發生堵塞必須及時採取措施加以清洗。

1。5重型碾壓

路基施工前，根據設計要求的壓實度及沉降量進行現場試驗，確定採用機械的規格及效能，碾壓得遍數，壓實率等引數，確定質量檢測方法及評價標準。

壓實採用重型壓路機，施工由地基處理範圍兩側開始向中心碾壓，碾壓達到要求的密實度為止。

壓實次數根據設計要求的壓實度和沉降量控制值或現場施工輪輪跡高差來控制衝擊壓實次數。

當涵洞附近需進行壓實時，先進行壓實後再施工涵洞。壓實及振動碾壓施工的質量控制及處理效果的評價標準符合現場試驗確定的結果。

用壓實機進行碾壓時，因機械的調頭範圍較大，應儘可能在路基形成較長的連續衝碾段後進行。不但可以提高衝碾效率，也可以避免因過多的“接頭”而影響路基的整體均勻性。

因壓實機的能量大，路表50cm的土體含水量對碾壓的效果具有較大影響。含水量過大時，容易形成彈簧、翻漿等，故需嚴格控制路表以下50cm內的含水量。

用壓實機進行碾壓時，為了避免結構物遭到損壞，必須制定相應的措施，嚴格控制碾壓的範圍。

在距離結構物3～5m、暗涵頂面填土高度＜2m時，禁止用重型壓實機進行碾壓作業。明涵頂面不得用重型壓實機進行碾壓。

當土體表面含水量較大時，如果用壓實機進行碾壓，易形成表面推移，上層20cm左右的土體與下部土體產生脫離現象。因此，雨後或表面含水量較大時，應採取晾曬或其它措施降低表面含水量，不宜直接用壓實機進行碾壓作業，施工工藝見下圖：

1。6堆載預壓

採用堆載預壓地段提前安排路堤施工，保證路堤填土竣工後6個月的預壓期。一般路基填築施工至基床表層底面後，開始填築預壓土方，堆載預壓土方的底面鋪1層土工布，設計堆載預壓土的高度一般2-4m。當架樑與路基的關係必須採用先架後壓時，先做好預壓路段表層，以便運架樑，架樑完成後，再鋪土工布、堆載預壓。

為了監測堆載過程中地基土中的孔隙水壓力的變化和地基土位移情況，在地下預埋孔隙水壓計測定孔隙水壓的變化；在堆載區周邊的地表設定位移觀測樁，用精密測量儀器觀測水平和垂直位移；在堆載區周邊的地下安裝鑽孔傾斜儀或其他觀測地下土體位移的儀器，測量地基土的水平位移和垂直位移。

預壓路段儘早開工、完工，以保證預壓期。根據架樑需要，路基施工與架樑的先後關係分先堆後架和先架後堆2種，其中先架橋後堆載預壓區由於受架樑和無砟軌道工期的限制，需根據當地工程經驗，按實測沉降推算或沉降反演分析法，根據分析結果，結合工期要求採取必要的施工組織措施和技術措施，保證路基沉降量控制在無砟軌道路基要求的沉降範圍內。

堆載預壓地段路堤施工基本工序流程圖

1。7旋噴樁施工

⑴ 施工準備

在施工前先作工藝試樁，試樁數量一般為2～3根，查明樁徑、強度，修正室內配方，確定旋噴工藝和引數。施工前對地下障礙情況作一普查，保證鑽進及噴射達到設計要求。施工前先進行場地平整，挖好排漿溝，做好鑽機定位測量準備工作。

⑵ 鑽機就位

鑽機安放在設計的孔位上，並保持垂直，施工時旋噴管的允許傾斜度不得大於1。5％。鑽機就位後，再作水平校正，使其鑽桿軸線對準鑽孔中心位置，鑽孔的位置與設計位置的偏差不得大於50mm。在施工過程中，必須採用跳打法以防止孔間串漿。

⑶ 鑽孔、插管

使用旋轉鑽機鑽孔，將旋噴管插入地層預定的深度。（插管也可與鑽孔兩道工序合二為一，即鑽孔完成時插管作業同時完成。）

鑽進過程中要記錄完整，對巖性、孔深、鑽桿數量、長度、塌孔、掉塊、漏漿的深度和時間記錄詳細，終孔後用砂袋塞住孔口，以防止雜物掉入孔內。

鑽孔完畢後，拔出芯管，插入噴射注漿管至預定深度。在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，可邊射水、邊插管，水壓力一般不超過1MPa。若壓力過高，則易將孔壁射塌。

⑷ 噴射注漿

當噴管插入預定深度後，由下而上進行噴射作業，技術人員必須時刻注意檢查漿液初凝時間、注漿流量、風量、壓力、旋轉提升速度等引數是否符合設計要求，並隨時做好記錄，繪製作業過程曲線。

注漿管分段提升時注漿搭接長度不小於100mm。冒漿量小於注漿量20%為正常，超過20%或完全不冒漿時，應查明原因，採取相應措施：冒漿量過大，可提高噴射壓力、適當縮小噴嘴孔徑、加快提升和旋轉速度。地層中較大空隙，出現不冒漿現象，可摻入速凝劑，縮短固結週期，使漿液在一定土層範圍內固結；在空隙地段增大注漿量，填滿空隙後再繼續正常噴漿。

當漿液初凝時間超過20h，應及時停止使用該水泥漿液（正常水灰比1：1，初凝時間為15h左右）。

⑸ 沖洗

噴射施工完畢後，應把注漿管等機具裝置沖洗乾淨，管內機內不得殘存水泥漿。通常把漿液換成水，在地面上噴射，以便把泥漿泵、注漿管和軟管內的漿液全部排除。

⑹ 移動機具

將鑽機等機具裝置移到新孔位上。

⑺ 質量控制措施

施工前檢查：檢查原材料的質量合格證及複驗報告、拌合用水的鑑定結果；檢查漿液配方是否符合工程實際土質條件；在施工前對施工鑽機、高壓泥漿泵等作試機執行，檢查機械裝置是否正常，確保鑽桿、鑽頭及導流器暢通無阻；檢查噴射工藝是否適合地質條件。

施工中檢查：檢查鑽桿的垂直度及鑽頭定位；檢查水泥漿液配合比及材料稱量；檢查鑽機轉速、沉鑽速度、提鑽速度及旋轉速度等；檢查噴射注漿時噴漿的壓力、注漿速度及注漿量；檢查孔位處的冒漿情況；噴嘴下沉標高及注漿管分段提升時的搭接長度；施工記錄是否完備。施工記錄在每提升1m或土層變化交界處記錄一次壓力、流量資料。

施工後檢查：檢查固結土體的整體性及均勻性；檢查固結土體的強度；檢查固結土體的抗滲性；檢查固結土體的有效直徑。

旋噴樁施工工藝流程見下圖：

旋噴樁施工工藝流程圖

1。8螺桿樁施工

螺桿樁是一種“上部為圓柱型，下部為螺絲型”的組合式地基加固樁，採用鑽機鑽具旋轉擠壓土體成孔，管內泵壓細石混凝土成樁。採用變截面的構造形狀，滿足了附加應力的分佈規律和應力分擔比及剛度變化的要求，調整了土體與樁之間的作用，樁側土體應力分擔比及應力擴散度提高，樁端荷載減少，使樁身受力與土體受力協調一致。

（1）施工方法

施工前應進行室內配比試驗，並分段進行現場成樁工藝性試驗，確定施工引數後，進行單樁或複合地基承載力試驗。

螺桿樁具體施工工藝如下：施工準備→測量放線→鑽機就位調平→鑽進成孔→至設計標高停鑽→泵送混凝土、提鑽→至設計標高停泵→提鑽至孔口→成孔→下道工序。鑽進過程中隨時觀察儀表電流不得超過額定電流值。在鑽至設計深度後，對於螺桿樁下段螺紋部分而言：反轉動力頭隨之提鑽是同時進行的，而且每旋轉出的高度等於提升裝臵提升的高度。

螺桿樁樁體材料，粗骨料宜選用卵石或碎石，料徑一般為5～25mm。細骨料應選用乾淨的中粗砂，含泥量小於5%，砂率控制在40%～50%。水泥應選用合格的普通矽酸鹽水泥或礦渣矽酸鹽水泥，可根據不同的使用要求摻加外加劑（如減水劑、增強劑、緩凝劑、細磨粉煤灰等），外加劑的摻入應根據施工條件、氣候條件和混凝土效能要求等因素綜合確定。在施工前。應將原材料送至檢測中心進行化驗和做混合料的配合比試驗。

螺桿樁示意圖

（2）施工操作要點

①樁機就位：按照測量放線的位臵將樁機就位，樁位偏差不應大於0。4倍樁徑。

②對中調平：樁機就位後調平並穩固，確保成孔垂直度，垂直度偏差不應大於1%。

③鑽孔至設計深度：下鑽過程中樁機自控系統嚴格控制鑽桿下降速度和旋轉速度，使二者匹配，要求鑽桿旋轉兩週以上，下降一個螺距，鑽至螺桿樁直線段設計深度，在土體中形成圓柱狀段，此後鑽桿旋轉一週，下降一個螺距，鑽至螺桿樁螺紋段設計深度，在土體中形成螺紋樁段。

④鑽頭鑽至設計標高後，樁機反向旋轉提升鑽桿，提升過程中自控系統嚴格控制鑽桿提升速度和旋轉速度，保持同步和匹配。與此同時將製備好的混凝土採用泵送方式迅速填滿由鑽桿旋轉提升所產生的螺紋狀空間，提到螺紋部分的頂段設計深度時，螺桿鑽桿直接提升產生柱狀空間，並同時向鑽桿內繼續泵壓灌注混凝土。對於螺桿樁複合地基，根據承載力的情況本標段採用泵壓細石混凝土。

⑤停泵：提鑽時鑽頭達到樁頂設計標高時停止泵壓混凝土，但應考慮灌注餘量。

⑥提出鑽頭：待鑽孔中心泵壓混凝土形成樁體後，緩慢的提出鑽頭。

⑦成樁，準備下一迴圈作業。

（3）施工保護措施

樁的施工順序應根據樁間距和周圍建築物的情況，按流水法分割槽考慮。對於較密集的滿堂布樁可採取成排推進，並從中間向四周進行；若一側靠近既有建築物，宜從毗鄰建築物的一側由近及遠進行。同時根據樁的規格，宜先長後短進行施工。當樁距小於1。2m且地下有深厚淤泥層及鬆散砂層時，因採取跳躍式施工，或採用控制凝固時間間隔施工，以防樁孔間竄漿。

（4）施工佈置順序

1。9土工合成材料鋪設